JP5144994B2

JP5144994B2 - 電動モータ

Info

Publication number: JP5144994B2
Application number: JP2007223248A
Authority: JP
Inventors: 寛之武藤
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2027-08-29
Also published as: JP2009060680A

Description

本発明は電動パワーステアリング装置等に用いて好適な電動モータに関する。

電動パワーステアリング装置等に用いられるブラシレスモータ（電動モータ）は、特許文献１に記載の如く、永久磁石を有するモータ回転子と、複数のコイルを巻装したコアを備えるモータ固定子とを有し、コイルへの通電を切り替えることでモータ回転子を回転させる。例えば、ラックタイプの電動パワーステアリング装置においては、同軸タイプのブラシレスモータが用いられ、モータ回転子の回転軸内にラック軸が挿入され、車体側に固定されるハウジング側にモータ固定子が形成される。そして、ブラシレスモータでは、コイルへの通電を切り替えるタイミングを決定するために、モータ固定子に対するモータ回転子の回転位置を検出する位置検出用センサとしてレゾルバが設けられている。レゾルバは、ハウジングの側に取付けられるレゾルバステータと、モータ回転子の側に取付けられるレゾルバロータとからなる。

従来のブラシレスモータでは、モータ固定子の各コイル端子に接続される複数の給電ターミナル（被接続端子）を樹脂モールドし、各給電ターミナルの樹脂モールドされた部分から突出している部分のそれぞれに、複数の電源接続用コネクタターミナル（接続端子）の各一端を順に溶接している。

また、複数のレゾルバステータからの信号取出用コネクタターミナル（接続端子）を樹脂モールドし、各コネクタターミナルの樹脂モールドされた部分から突出している部分のそれぞれに、レゾルバステータの複数の検出信号出力ターミナル（被接続端子）の各一端を順に溶接している。
特開2007-1364

特許文献１に記載のブラシレスモータでは、図９に示す如く、モータ固定子の給電ターミナルやレゾルバステータからの信号取出用コネクタターミナル等の、樹脂部１Ａに樹脂モールドされた端子１を、接続相手２に対し、溶接部３で溶接するに際し、溶接部３で発生する溶接熱が端子１を介して樹脂部１Ａに伝わる。これにより、樹脂部１Ａの溶け、変形を生ずるおそれがある。

本発明の課題は、電動モータにおいて、樹脂モールドされた端子を接続相手に溶接するに際し、溶接熱による樹脂部の溶け、変形を低減することにある。

請求項１の発明は、樹脂部に樹脂モールドされた端子を接続相手に溶接してなる電動モータにおいて、端子が樹脂モールドされる部分と溶接される部分との間に、断面積を低減した部分を備えてなり、前記端子の断面積を低減した部分が、他の部分より狭幅部であるとともに、屈曲部であり、屈曲部の先端側の一端が接続相手の上面に乗せ置かれて接続相手から押圧荷重を及ぼされる状態で接続相手に溶接されるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記端子の断面積を低減した部分が、穴部を穿設されてなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)端子が樹脂モールドされる部分と溶接される部分との間に、断面積を低減した部分を備えることにより、この部分での熱抵抗を増大させることになる。これにより、溶接部で発生する熱が端子を介して樹脂部に伝わることを妨げ、樹脂部の溶け、変形を低減する。

(b)端子が樹脂部と溶接部の間に、狭幅部を設けることにより、上述(a)の断面積を低減した部分を簡易に形成できる。
(c)端子の断面積を低減した部分を屈曲部とすることにより、この屈曲部の弾性撓み性を向上できる。端子を接続相手に溶接するとき、接続相手が端子に当たり押圧荷重を及ぼしても、この荷重は端子自体の弾性変形により吸収され、樹脂部への直接的な応力集中を回避する。これにより、樹脂部の破損を防止できる。

（請求項２）
(d)端子が樹脂部と溶接部の間に、孔部を穿設することにより、上述(a)の断面積を低減した部分を簡易に形成できる。

図１は電動パワーステアリング装置を示す全体図、図２は図１の要部断面図、図３はレゾルバステータの端子接続部を示す断面図、図４は図３の側面図、図５はコネクタターミナルを示し、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は（Ａ）のＬ方向矢視拡大図、図６はコネクタターミナルを示し、（Ａ）は図５（Ａ）のVI−VI線に沿う断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部拡大図、図７は端子の断面積低減部を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図８は端子の断面積低減部の変形例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図９は従来の端子接続部を示す断面図である。

電動パワーステアリング装置１０は、図１、図２に示す如く、ステアリングホイールが結合される入力軸１１を支持するギヤボックス１２を有し、ギヤボックス１２を第１ハウジング部１３に取付けている。第１ハウジング部１３は車体への取付部１３Ａを有し、第１ハウジング部１３にはモータ部１５を介して第２ハウジング部１４が取付けられている。ギヤボックス１２内では、入力軸１１にトーションバーを介して出力軸（不図示）が連結され、入力軸１１と出力軸の間に操舵トルク検出装置（不図示）を組付けている。第１ハウジング部１３、第２ハウジング部１４、モータ部１５にはラック軸１６が挿入されて支持され、ラック軸１６のラック歯はギヤボックス１２内で出力軸のピニオン歯と噛み合いしてラック・アンド・ピニオン機構を形成し、ステアリングホイールの操作に応じて軸方向に直線移動する。尚、ラック軸１６の両端部にはタイロッド１７Ａ、１７Ｂが連結され、ラック軸１６の直線移動によりタイロッド１７Ａ、１７Ｂを介して左右の車輪を操舵可能にする。

電動パワーステアリング装置１０は、第１ハウジング部１３と第２ハウジング部１４のそれぞれにボルト１８、１９によりモータ部１５のヨークを構成するようにアルミニウム等からなるモータハウジング２１を取付け、ラック軸１６と同軸をなすブラシレスモータ２０を構成する。ブラシレスモータ２０（電動モータ）は、モータ固定子３０と、モータ固定子３０の内周側に回転自在に配置されるモータ回転子４０と、モータ固定子３０に対するモータ回転子４０の回転位置を検出するレゾルバ６０を有する。

モータ固定子３０は、図２に示す如く、モータハウジング２１の内周に組込まれて固定される、複数、本実施例では例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相毎に4個（全12個)のコア小組体３０Ｂを円周上に隣接配置して構成されるコア組立体３０Ａを有する。コア小組体３０Ｂは、複数の珪素鋼板からなるコア３１を積層し、この積層コア３１に樹脂製ボビン３２を取付け、ボビン３２のコイル巻回部にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相をなす各モータコイル３３を巻装して構成される。各モータコイル３３の端子には、本実施例ではボビン３２に取付けられる樹脂部３４に埋設された不図示のバスリングを介して３個の給電ターミナル３５（被接続端子）が接続される。各給電ターミナル３５はバスリングにつながる付け根を樹脂部３４に樹脂モールドされるとともに、樹脂部３４から突出している部分のそれぞれに、コネクタ３６の樹脂部３６Ａに埋設されているＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各電源接続用コネクタターミナル３７（接続端子）の樹脂部３６Ａから突出されてモータハウジング２１の内部に引き込まれた各一端を順に溶接している。コネクタ３６はモータハウジング２１に固定される。

モータ回転子４０は、図２に示す如く、モータハウジング２１の長手方向に渡ってラック軸１６の周囲に配置される中空回転軸４１を有し、回転軸４１の一端部には後述するボールナット５２が固定され、このボールナット５２はギヤハウジング１３のベアリング４２Ａに圧入されて軸支され、回転軸４１の他端部は第２ハウジング部１４のベアリング４２Ｂに圧入されて軸支される。回転軸４１の外周でモータ固定子３０に臨む位置には回転子マグネット４３がマグネットホルダ４４を介して周方向に位置決めされ固定されている。

電動パワーステアリング装置１０は、図２に示す如く、ラック軸１６にボールねじ５１を設けてあり、ボールねじ５１に噛み合うボールナット５２を前述の回転軸４１の一端部に固定している。ボールねじ５１のねじ溝とボールナット５２のねじ溝の間にスチールボール５３を保持し、ボールナット５２の回転をボールねじ５１によりラック軸１６の直線移動に変換する。

レゾルバ６０は、図２〜図４に示す如く、モータ固定子３０に対して一定の周方向位置に組付けられるレゾルバステータ６１と、モータ回転子４０に対して一定の周方向位置に組付けられるレゾルバロータ７１とからなる。レゾルバロータ７１は、複数の突極を周方向に配置した環状コアから構成されている。レゾルバステータ６１は、環状の樹脂部６２に保持される積層鉄芯６３に巻線を巻き回した複数のステータコイル６４を有する。各ステータコイル６４の端子は、樹脂部６２に樹脂モールドされて保持される複数（本実施例では６個）の検出信号出力ターミナル６５（被接続端子）に接続される。各検出信号出力ターミナル６５は樹脂部６２から突出している部分のそれぞれに、コネクタ６６の樹脂部６６Ａに埋設されている複数（本実施例では６個）の各信号取出用コネクタターミナル６７（接続端子）の樹脂部６６Ａから突出されてハウジング部１４の内部に引き込まれた各一端を順に溶接している。コネクタ６６はハウジング部１４に固定される。

電動パワーステアリング装置１０において、レゾルバステータ６１は、モータ回転子４０の回転軸４１とともに回転するレゾルバロータ７１を囲むように配置され、この回転によってレゾルバロータ７１との間で生ずるリラクタンスの変化により、回転軸４１の回転位置を検出する。検出した回転軸４１の回転位置に応じて、外部の制御回路により、モータ固定子３０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル３３に所定の電流を供給し、モータ２０を駆動制御する。

従って、電動パワーステアリング装置１０は以下の如くに動作する。
(1)操舵トルク検出装置が検出した操舵トルクが所定値より低いとき、操舵アシスト力は不要であり、電動モータ２０は駆動されない。

(2)操舵トルク検出装置が検出した操舵トルクが所定値を越えるとき、操舵アシスト力を必要とするから、電動モータ２０が駆動される。電動モータ２０では、必要な操舵アシスト力を発生するようにモータ固定子３０のコイル３３に通電し、モータ固定子３０に発生する磁界によってモータ回転子４０が回転するように駆動される。モータ２０の発生トルクはモータ回転子４０から回転軸４１を介してボールナット５２に伝えられ、ボールナット５２の回転をボールねじ５１によりラック軸１６の直線運動とし、ラック軸１６に連動する車輪に操舵アシスト力として付与される。

しかるに、本実施例では、コネクタ６６の樹脂部６６Ａに樹脂モールドされたコネクタターミナル６７（端子）を、レゾルバステータ６１の検出信号出力ターミナル６５（接続相手）に溶接するに際し、溶接熱による樹脂部６６Ａの溶け、変形を低減するため、以下の構成を具備する。

コネクタ６６の各コネクタターミナル６７は、図３〜図６に示す如く、樹脂部６６Ａから突出されてハウジング部１４の内部に引き込まれた部分を屈曲部６７Ａにおいて概ね直角に曲げられ、屈曲部６７Ａの先端側の一端をレゾルバステータ６１の各検出信号出力ターミナル６５の樹脂部６２から突出された真直状部分の上面に乗せ置かれてアーク溶接（TIG）等により溶接される。６９は溶接部を示す。

このとき、コネクタ６６の各コネクタターミナル６７は、樹脂部６６Ａに樹脂モールドされる部分と、溶接部６９において溶接される部分との間に、断面積を低減した断面積低減部６８を備える。本実施例において、コネクタターミナル６７は、図５〜図７に示す如く、銅合金板からなる端子幅Ｗの中間部を他の部分より狭幅部６８Ａとし、この部分を断面積低減部６８とする。また、本実施例において、コネクタターミナル６７は、図５、図６に示す如く、前述の屈曲部６７Ａを断面積低減部６８とする。

尚、コネクタ６６の各コネクタターミナル６７は、図８に示す如く、銅合金板からなる端子幅Ｗの中間部に孔部６８Ｂを穿設し、この部分を断面積低減部６８とすることもできる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)コネクタターミナル６７が樹脂モールドされる部分と溶接される部分との間に、断面積低減部６８を備えることにより、この部分での熱抵抗を増大させることになる。これにより、溶接部６９で発生する熱がコネクタターミナル６７を介して樹脂部６６Ａに伝わることを妨げ、樹脂部６６Ａの溶け、変形を低減する。

(b)コネクタターミナル６７が樹脂部６６Ａと溶接部６９の間に、狭幅部６８Ａを設けることにより、上述(a)の断面積を低減した部分を簡易に形成できる。

(c)コネクタターミナル６７が樹脂部６６Ａと溶接部６９の間に、孔部６８Ｂを穿設することにより、上述(a)の断面積を低減した部分を簡易に形成できる。

(d)コネクタターミナル６７の断面積を低減した部分を屈曲部６７Ａとすることにより、この屈曲部６７Ａの弾性撓み性を向上できる。コネクタターミナル６７を接続相手に溶接するとき、接続相手がコネクタターミナル６７に当たり押圧荷重を及ぼしても、この荷重はコネクタターミナル６７自体の弾性変形により吸収され、樹脂部６６Ａへの直接的な応力集中を回避する。これにより、樹脂部６６Ａの破損を防止できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、レゾルバステータ６１の各検出信号出力ターミナル６５が、樹脂部６２に樹脂モールドされる部分と、各コネクタターミナル６７を溶接される部分との間に、断面積低減部を備えても良い。

また、モータ固定子３０の側において、モータ固定子３０の各給電ターミナル３５が、樹脂部３４に樹脂モールドされる部分と、コネクタ３６の各コネクタターミナル３７と溶接される部分との間に、断面積低減部を備えても良い。或いは、コネクタ３６の各コネクタターミナル３７が、樹脂部３６Ａに樹脂モールドされる部分と、各給電ターミナル３５と溶接される部分との間に、断面積低減部を備えても良い。

図１は電動パワーステアリング装置を示す全体図である。図２は図１の要部断面図である。図３はレゾルバステータの端子接続部を示す断面図である。図４は図３の側面図である。図５はコネクタターミナルを示し、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は（Ａ）のＬ方向矢視拡大図である。図６はコネクタターミナルを示し、（Ａ）は図５（Ａ）のVI−VI線に沿う断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部拡大図である。図７は端子の断面積低減部を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図８は端子の断面積低減部の変形例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図９は従来の端子接続部を示す断面図である。

符号の説明

２０ブラシレスモータ（電動モータ）
６５検出信号出力ターミナル（接続相手）
６６Ａ樹脂部
６７コネクタターミナル（端子）
６７Ａ屈曲部
６８断面積低減部
６８Ａ狭幅部
６８Ｂ孔部
６９溶接部

Claims

樹脂部に樹脂モールドされた端子を接続相手に溶接してなる電動モータにおいて、
端子が樹脂モールドされる部分と溶接される部分との間に、断面積を低減した部分を備えてなり、
前記端子の断面積を低減した部分が、他の部分より狭幅部であるとともに、屈曲部であり、
屈曲部の先端側の一端が接続相手の上面に乗せ置かれて接続相手から押圧荷重を及ぼされる状態で接続相手に溶接されることを特徴とする電動モータ。
前記端子の断面積を低減した部分が、穴部を穿設されてなる請求項１に記載の電動モータ。